斜向顶管管道工程施工技术研究

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摘要：随着我国天然气管道建设的快速发展，在施工过程中涌现出来许多先进的施工工艺，现场的施工人员需要熟练的掌握这些先进的施工技术，其中的斜向顶管施工就是气田地面管道穿越工程的重要内容之一。本文通过对位于我国四川省的遂宁地区中低压天然气集输管道工程中大量采用的斜向顶管施工技术进行阐述和分析，认识其施工工艺存在的难点，进一步提出有效的解决措施。

关键词：斜向顶管；管道工程；施工技术

在天然气集输管道工程施工中，斜向顶管穿越施工作为一种新型穿越方式的优点已愈发突显，同时也降低了管道穿越施工的难度和安全风险，减少了施工场地的占地面积，加快了天然气管道的建设步伐，对我国的天然气管道建设具有一定的积极意义。

1斜向顶管穿越工程概况

1.1顶管穿越施工设计方案

在遂宁地区中低压天然气集输管道工程项目中，其顶管的长度达490m，它是由7个单体的顶管共同组成。在其中有3条水平穿越的顶管，另外除了3条水平穿越的顶管外，施工设计上还有4条斜向穿越的顶管。

1.2斜向顶管施工地质条件

在该工程项目中，安排专业的技术人员经过检测、研究可知顶管穿越地层为强风化粉砂质泥岩（J3Sn）以及中风化粉砂质泥岩（J3Sn）。在穿越地层的物质当中，主要有侏罗系遂宁组（J3Sn），它的构成物质为砂岩、侏罗系遂宁组泥岩、粉砂质泥岩以及泥质粉砂岩。

1.3穿越用套管

在该工程的施工中，顶管穿越高速公路采用的套管为DRCPIII1200×2000，在接口处，采取的是钢承口管接口形式，呈现的为F型，同时，采用的制管需符合工程规定的要求，在套管中用混凝土的标号不低于C45。

1.4操作坑施工

在工程施工中需开挖两个操作坑，把起点施工的工作坑作为主顶操作坑，相应的终点工作坑作为接管操作坑，保障两个基坑的施工规范。要根据施工现场的作业条件，将顶管操作坑的底部设计为矩形，其深度要以管底的高程作为依据。在作业过程中，要充分的认识到导轨承台浇筑砼的厚度以及导轨高度等相关因素，保障坑底的尺寸能够符合规定，其顶进坑为5m×4m，接收坑为4m×3m。

2斜向顶管穿越施工的难点分析

2.1定向

在顶管穿越定向作业中，因管内的光线不足，且套管内的空间较为狭小，对光学仪器的定向操作有着很大的困扰，在测量的次数上作业频繁。同时，其与水平顶管的施工作业相比较，斜向顶管本身的施工特征，在设备的安装、操作坑浇筑等方面难度相对较大。

2.2出渣与通风

在该工程项目的施工中，斜向顶管的施工走向为自下往上顶进，在出渣时会受到重力的影响而不稳定，易于发生跑车事故。另外，工程施工的工作井较深，而管道顶进的距离就会变长，这就导致洞内的空气无法进行有效循环，在施工作业时，产生的粉尘及有害气体长时间的聚集，不容易排出。

2.3顶进及施工局部风险

相对于水平顶进，斜向顶进因受到重力的影响，所需要的顶力将会更大。而且在顶进过程中，随着长度的加大，使得套管连接位置，底部所要承受的压力也将持续的加强，可能会引发套管破裂的风险。在实际的施工中，顶进的方向与水平方向将会形成一定程度的夹角，施工人员容易导致跌滑。

2.4摩擦阻力与重力之间的平衡

在施工作业中，水泥套管和岩石摩擦阻力应该与重力保持平衡，另外在水平方向与顶进方向形成的夹角较大时，还需要借助公式进行计算或者依据丰富的经验公式。

3斜向顶管穿越施工有效的防范措施

3.1定向中的防范措施

在该工程项目中，针对斜向顶管穿越可以采取激光指向仪定向，利用光柱的效果在后背的墙面上用全站仪安置定位桩，另外在顶进方向上同样放置方向桩，将激光指向仪放置在定位桩上，使激光光束透过方向桩，就能够达到良好的效果，改善了施工中存在的问题，还能够起到方向上的引导作用，当发现偏离时，能够及时的采取防范措施。

3.2出渣中的防范措施

因在作业中，套管内的空间较小，在采用定滑轮或者其他的防跑车设备后，在施工上就没有了操作空间。因此，可以在出渣设备上安装相应的制动装置，能够有效的防止跑车。

3.3通风中的防范措施

在管道内通风时，可以直接采取离心式鼓风机直接向掘进机工作面中压入自然空气，能够排出管内的污染气体，保障工作面的环境的空气质量。同时，可以要求工作人员随身配置气体检测仪与对讲机，一旦发生问题时能够及时的进行联系，迅速的撤离。将鼓风机安置在地面上，管道的另一侧可以挂设软风管，要保证其平顺，无缠绕扭曲的现象，发生故障时及时的进行维修或更换。

3.4顶进中的防范措施

在施工中，应该选择顶力较强的顶进设备，另外在配备一台相同顶力的千斤顶，能够在顶力出现增大时用以备用。同时，控制好顶管的新面尺寸大小与出土量之间的关系，对超欠挖现象进行严格的控制，确保卷到底部的平直，尽量的减少因卷到不平而发生的顶力增大。在顶管的施工结束后，要对管节接缝处用防渗水泥浆进行勾缝处理，确保不会发生渗漏的现象。

4结语

在顶管穿越施工中，要对施工现场的地质状况进行检测，详细的了解底层的构造情况。对斜向顶管穿越施工中存在的难点进行分析，做好施工中的每个环节，采取有效的治理措施，保障工程施工的质量。

参考文献：

[1]陈胜永,岑兆海,何金龙,周永阳,陈昌介,温崇荣.新形势下天然气净化技术面临的挑战及下步的研究方向[J].石油与天然气化工，2012(03).

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作者：白鹏 单位：西南油气田分公司川中油气矿